Fizjologiczne podstawy
wysiłku fizycznego. Praca
dynamiczna i statyczna a
zużycie tlenu.

Patrycja Koza

Wysiłek fizyczny przyjęto definiować jako pracę

mięśni szkieletowych, której wynikiem jest
wykonanie pracy zewnętrznej wraz ze
wszystkimi towarzyszącymi jej
czynnościowymi zmianami w organizmie.
Zakres i rodzaj zmian czynnościowych w
organizmie zależy od czasu wykonywania
wysiłku i jego intensywności oraz rodzaju
skurczów mięśni i wielkości grup
mięśniowych zaangażowanych w wysiłku.

Generalnie można wyróżnić wysiłki o krótkim

czasie trwania i bardzo dużej intensywności,
zwane beztlenowymi, oraz wysiłki
długotrwałe, ale o mniejszej intensywności,
zwane tlenowymi.

Tlen,a organizm człowieka.

Podczas pracy fizycznej zwiększa się zapotrzebowanie

mięśni na tlen. Jest on potrzebny do utleniania

węglowodanów i tłuszczów, których metabolizm dostarcza

energii do pracy. Zapotrzebowanie organizmu człowieka

na tlen wzrasta proporcjonalnie do intensywności pracy.

Jest to praktycznie jedyny czynnik decydujący o

zapotrzebowaniu ustroju na tlen podczas wysiłku

fizycznego. O zużyciu tlenu przez organizm podczas

wysiłków fizycznych decydują trzy czynniki:

-wielkość zapotrzebowania mięśni na tlen,

-ilość tlenu dostarczanego do mięśni,

-zdolność mięśni do wykorzystania dostarczanego im tlenu

odpowiednio do swych potrzeb.

O sprawności zaopatrzenia mięśni w tlen decyduje

działanie układu oddechowego, układu krążenia i

sama krew. W miarę zwiększania intensywności

pracy wzrasta zapotrzebowanie mięśni na tlen, a w

ślad za nim zwiększa się czynność narządów

współdziałających pobieraniu i transporcie tlenu

przez organizm. Człowiek może przez krótki okres –

kilka minut – wykonywać wysiłek o jeszcze większej

intensywności, ale wykonuje go w warunkach

narastającego deficytu tlenu i gromadzenia się

kwasu mlekowego, co powoduje gwałtowne objawy

zmęczenia zmuszające do przerwania pracy.

Rozbieżność między zapotrzebowaniem mięśni na

tlen podczas pracy, a dostarczaną ilością tlenu do

mięśni nazywana jest długiem tlenowym.

Praca dynamiczna i

statyczna

Jeżeli chodzi o rodzaj wysiłku, to najbardziej pożądany z punktu

widzenia fizjologii i jednocześnie zapobiegania wielu jednostkom

chorobowym jest systematyczny wysiłek dynamiczny wzbogacony

w 15-20% o ćwiczenie statyczne.

W czasie wysiłków dynamicznych, przeważają izotoniczne skurcze

mięśni. Napięcie mięśni w czasie tych wysiłków jest stałe

natomiast zmienia się istotnie ich długość (np. marsz, trucht,

bieg, jazda na rowerze).Miarą intensywności wysiłków

dynamicznych może być wykonana praca, wydatek energetyczny

lub zapotrzebowanie tlenowe organizmu w czasie wykonywania

wysiłku.

W czasie wysiłków statycznych (np. podnoszenie ciężarów,stanie na

rękach) przeważają skurcze izometryczne mięśni. Są to skurcze,

w czasie których długość mięśni pozostaje ta sama, zaś zmienia

się ich napięcie, tj. rozwijana przez nie siła. Intensywność wysiłku

statycznego oceniamy wielkością siły rozwijanej przez kurczące

się izometrycznie mięśnie.

Podejmowanie przez człowieka systematycznych wysiłków

fizycznych-wyczynowo, amatorsko czy też rekreacyjnie –

prowadzi do wielu zmian adaptacyjnych w organizmie. Zmiany

te zależą w istotnym stopniu od:

-rodzaju podejmowanego wysiłku fizycznego – dynamiczny czy

statyczny,

-intensywności wysiłku fizycznego,

-czasu trwania wysiłku fizycznego,

-stan przygotowania czynnościowego organizmu.

Z punktu widzenia najbardziej korzystnych efektów fizjologicznych

uzyskiwanych przez organizm stosujący systematyczną

aktywność ruchową uważane są wysiłki aerobowe (tlenowe). Są

to wysiłki, w których zapotrzebowanie energetyczne organizmu

pokrywają procesy tlenowe (aerobowe). Przeciwieństwem do

nich są wysiłki anaerobowe (beztlenowe). Czas ich trwania nie

przekracza zwykle 2-3 minut. Należą do nich wysiłki statyczne o

intensywności powyżej 30% maksymalnej siły skurczu i wysiłki

dynamiczne supramaksymalne.

Porównanie efektów treningu

izometrycznego z izotonicznym

Bardzo interesujące obserwacje dotyczą porównania wpływu

treningu, w którym dominują skurcze izometryczne, z

treningiem ze znaczną liczbą skurczów izotonicznych

(dynamicznym). Trening izometryczny jest bardziej efektywny

w odniesieniu do przyrostu siły mięśni (także większy przyrost

masy mięśni i średnicy włókien mięśniowych). Natomiast

trening izotoniczny, który powodował mniejszy wzrost siły

mięśni, prowadził do wzrostu prędkości skracania się tych

mięśni, a także do skrócenia czasu skurczu. Takiego wzrostu

prędkości skracania się mięśni trening izometryczny nie

wywoływał. Sądzi się, że w izotonicznych skurczach

rekrutowana jest mniejsza liczba jednostek ruchowych, a więc

ten rodzaj treningu nie obejmuje jednostek ruchowych o

wysokim progu pobudliwości. Włókna mięśniowe tych

jednostek są bardziej podatne na hipertrofię w wyniku

treningu niż jednostek o niskim progu pobudliwości.

Czynnościowe

dostosowanie się układów

Rozpoczęcie wysiłku fizycznego

powoduje wiele zmian

przystosowawczych w wielu

układach naszego organizmu.

UKŁAD KRĄŻENIA



Jednym z podstawowych, łatwo mierzalnych efektów

systematycznej aktywności ruchowej stosowanej przez

człowieka jest zwolnienie spoczynkowej częstości skurczów

serca, czyli – u osoby zdrowej – zwolnienie tętna. Średnia

spoczynkowa częstość skurczów serca osoby dorosłej wynosi

72 ud./min-1. U osób trenujących przyjmuje ona wartości

poniżej 60 ud./min-1.



Reakcja na wysiłki statyczne nie wykazuje zależności od

zapotrzebowania na tlen. Charakteryzuje się dużym wzrostem

ciśnienia skurczowego i rozkurczowego oraz umiarkowanym

wzrostem częstości skurczów serca i objętości minutowej

serca. Całkowity opór obwodowy nie zmienia się lub wzrasta,

reakcja układu krążenia na wysiłki statyczne zależy od siły

skurczu mięśni wyrażonej w procentach siły maksymalnej.

ZMIANY HEMATOLOGICZNE

POD WPŁYWEM WYSIŁKU

I TRENINGU FIZYCZNEGO

Intensywny wysiłek fizyczny powoduje zmiany w objętości osocza,

które polegają początkowo na znacznym jego zmniejszeniu o

około 15-16% bezpośrednio po zakończeniu wysiłku oraz jego

wzroście w okresie powysiłkowym. Przyjmowanie płynów

przez zawodnika w czasie długotrwałego wysiłku i po jego

zakończeniu, przesunięcie wody z tkanek do naczyń oraz

zmniejszone wydalanie sodu i wody przez nerki po wysiłku, to

główne przyczyny powysiłkowego przyrostu objętości osocza.

Osoby wytrenowane mają większą ilość hemoglobiny i jej

stężenie zwykle przekracza 16 g/100 ml krwi.

Poprawia się system obronny, wzrasta odporność na

zachorowania.

UKŁAD ODDECHOWY

Adaptacja do wysiłku fizycznego polega na:



zwolnieniu rytmu oddechowego



zwiększeniu pojemności płuc



wzrost wykorzystania tlenu w powietrzu wdychanym



silne mięśnie oddechowe kształtują klatkę piersiową

powodując jej rozrost i poprawę postawy ciała



znacznie usprawniają się procesy oddychania i

zaopatrzenia organizmu w tlen

Podczas samego wysiłku: wzrost wentylacji płuc,

zwiększenie głębokości oddechów i ich przyspieszeniu.

UKŁAD POKARMOWY

Podczas intensywnego i długotrwałego wysiłku fizycznego

(np. bieg długodystansowy, kolarstwo szosowe itp.), u

sportowca mogą wystąpić dolegliwości brzuszne,

uniemożliwiające niekiedy kontynuowanie wysiłku. Ich

powodem są zaburzenia czynności różnych odcinków

przewodu pokarmowego, które wynikają z wielu

nakładających się nawzajem przyczyn. Do najważniejszych

należy pobudzenie układu współczulnego, związane często

ze stresem, przegrzaniem organizmu lub hipoglikemią;

jego następstwem jest znaczne zmniejszenie przepływu

trzewnego krwi. Różnorodne zmiany obserwuje się również

w zakresie wydzielania hormonów przewodu

pokarmowego; podczas intensywnego wysiłku stwierdzano

podwyższone stężenia we krwi gastryny, cholecystokininy,

sekretyny, VIP, motyliny i innych.

UKŁAD POKARMOWY

Spośród zaburzeń czynności przewodu

pokarmowego związanych z

wysiłkiem fizycznym największe

znaczenie ma zwiększone zarzucanie

treści żołądkowej do przełyku,

zwolnione opróżnianie żołądka, a

także zaburzenia we wchłanianiu

jelitowym oraz w zakresie czynności

motorycznej jelita grubego.

FIZJOLOGIA NEREK
I WYDALANIE MOCZU



Wysiłek fizyczny wpływa na funkcje nerek, a zależność

pomiędzy wzmożoną czynnością mięśni a działaniem

tego narządu znana jest od dawna. Pierwszymi

zmianami, jakie obserwuje się, jest zmniejszenie ilości

oddawanego moczu.



W czasie wysiłku zmniejsza się w moczu wydalanie

sodu, chlorków, siarczanów, fosforanów oraz amoniaku i

azotu.

FIZJOLOGIA KOŚCI

Jednorazowy wysiłek fizyczny, nawet

długotrwały i bardzo intensywny,

nie wpływa na metabolizm tkanki

kostnej. Natomiast trening fizyczny,

nawet umiarkowany typu sportowo-

rekreacyjnego, jest niezbędnym

elementem profilaktyki osteoporozy,

zwłaszcza pomenopauzalnej i

starczej.

TERMOREGULACJA



Ze względu na to, że większość energii powstałej w

pracujących mięśniach stanowi energia cieplna,

temperatura wewnętrzna podczas wysiłków, zwłaszcza

długotrwałych, ulega podwyższeniu. Eliminacja ciepła

podczas wysiłku zachodzi głównie przez parowanie potu,

którego sekrecja znacznie się zwiększa. Termoregulacyjne

reakcje na wysiłek zależą nie tylko od warunków

środowiska termicznego, ale także od czynników

nietermicznych, np. stopnia wytrenowania, nawodnienia

organizmu, objętości krwi, stężenia jonów w płynach

ustrojowych, a u kobiet od fazy cyklu menstruacyjnego.



Aktywna rozgrzewka wywiera korzystny wpływ na

termoregulacjępodczas wysiłku.

Dziękuję za uwagę.